CAPITOLO 2

I SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI

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22 II SSIISSTTEEMMII IINNFFOORRMMAATTIIVVII TTEERRRRIITTOORRIIAALLII

22..11 -- CCaarraatttteerriissttiicchhee ggeenneerraallii ddeeii ssiisstteemmii iinnffoorrmmaattiivvii ee ppaarrttiiccoollaarriittàà ddeeiiSSiisstteemmii IInnffoorrmmaattiivvii TTeerrrriittoorriiaallii ((SSIITT))

Al fine di meglio descrivere le caratteristiche dei SSiisstteemmii IInnffoorrmmaattiivviiTTeerrrriittoorriiaallii è opportuno premettere alcune considerazioni in merito alsignificato di SSiisstteemmaa IInnffoorrmmaattiivvoo in senso lato.

Esistono numerose definizioni di Sistema Informativo che discendono dadiverse visioni dei processi organizzativi e delle risorse da gestire con untale sistema.

Una delle definizioni più ampie ed accettate è la seguente:“un insieme di persone, apparecchiature, procedure aziendali, il cui com-pito è quello di fornire, a chi opera nell’azienda, le informazioni necessa-rie per svolgere il proprio lavoro” (De Marco M. et al., Organizzazione deisistemi Informativi Aziendali, Il Mulino, Bologna 1992)

Nella maggior parte dei casi le apparecchiature sono costituite da elabo-ratori elettronici sui quali sono implementate le procedure aziendali; siparla quindi di Sistema Informatico per riferirsi alla componente tecnolo-gica di un Sistema Informativo.Nella definizione di De Marco è evidenziata anche una componente orga-nizzativa rappresentata dagli uomini e dagli obiettivi aziendali.

Altra enfasi posta nella definizione è quella relativa alla produzione diinformazioni utili allo svolgimento di un lavoro.Quindi ogni Sistema Informativo è finalizzato, ha cioè uno scopo che èquello di produrre informazioni.

Le informazioni si producono a partire dai dati attraverso opportune ela-borazioni. È utile precisare che nel processo di produzione delle informa-zioni affinché i dati siano utilizzati e interpretati correttamente è neces-sario che ad essi sia associato un descrittore, ossia la chiave interpreta-tiva utile a riferire il dato ad un determinato elemento della realtà.

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Fig. 1 - Componenti di un sistema informativo

Fig. 2 - processo di produzione delle informazioni

La figura 3, ottenuta rielaborando quanto proposto negli anni ’60 daRobert N. Anthony, famoso economista dell’Università di Harvard, evi-denzia, all’interno di una struttura complessa, i rapporti tra i livelli orga-nizzativi (operativo, gestionale e di controllo, direzionale) e i dati e leinformazioni utilizzati per lo svolgimento delle attività proprie di ciascunlivello.

29I sistemi informativi territoriali

Si fa notare che esiste un percorso che, a partire dai dati analitici-opera-tivi (livello operativo), attraverso opportune elaborazioni e aggregazioni,arriva alla produzione delle informazioni per la pianificazione (livellodirezionale); esiste, inoltre, un percorso di ritorno che, a partire dai livel-li superiori, fornisce informazioni indispensabili ai livelli inferiori per ope-rare al meglio.Inoltre man mano che si procede dai livelli inferiori verso quelli superiorile informazioni assumono caratteristiche di sempre maggiore sinteticitàe interconnessione.

Una particolarità del livello direzionale è quella di potersi avvalere di datie informazioni di provenienza esterna, in aggiunta a quelli presenti nelsistema, al fine di migliorare la qualità delle decisioni.

All’interno di una struttura organizzativa complessa, così come sopraschematizzata, il Sistema Informativo è lo strumento in grado di fornire leinformazioni e gestire i flussi fra i diversi livelli organizzativi presenti nellastruttura, sia essa una impresa o una sezione della Pubblica Amministra-zione.

Fig. 3 - Relazioni fra dati, informazioni e livelli organizzativi in strutture complesse (Aziendeo P.A.)

30 Capitolo 2

Il Sistema Informativo Territoriale (SIT) è un particolare tipo di SistemaInformativo, nel quale i dati da cui produrre informazioni sono caratteriz-zati da una ccoommppoonneennttee ssppaazziiaallee ((ppoossiizziioonnee ggeeooggrraaffiiccaa,, ggeeoommeettrriiaa eettooppoollooggiiaa)) e da una ccoommppoonneennttee aallffaannuummeerriiccaa ((aattttrriibbuuttii)); i dati così carat-terizzati sono definiti ddaattii tteerrrriittoorriiaallii.

Fig. 4 - Componenti dei dati territoriali

I SIT possiedono alcune peculiarità che risulta utile descrivere al fine dimeglio caratterizzarli:- l’onere economico relativo alla formazione di banche dati territoriali è

preponderante rispetto ai costi di gestione del sistema. Ciò deriva dal-l’impiego di personale specializzato, dal costo delle apparecchiaturenecessarie per l’acquisizione dei dati e dal costo delle operazioninecessarie per una prima elaborazione dei dati grezzi rilevati;

- la quantità delle informazioni è destinata a crescere con l’evoluzionedelle tecnologie. Si pensi, a titolo di esempio, ai cambiamenti avve-nuti nel campo del rilievo topografico: si è passati dal rilievo effettua-to con strumentazioni tradizionali a quello effettuato con strumenta-zioni basate su tecnologie GPS, o si pensi al progressivo superamen-to dell’aerofotogrammetria a causa della sempre maggiore diffusionedel telerilevamento satellitare;

31I sistemi informativi territoriali

- la tipologia delle applicazioni possibili non è schematizzabile in modoesaustivo a priori in quanto l’evoluzione tecnologica rende possibilesempre nuove applicazioni;

- il crescente rilievo che assumono le risorse ambientali nell’ambitodella pianificazione territoriale ed economica, e il conseguente conti-nuo evolversi della legislazione di settore, comporta frequenti varia-zioni di procedure amministrative che devono essere conseguente-mente incorporate nei SIT;

- i dati territoriali utilizzati nei SIT sono caratterizzati da una notevolecomplessità, e per la loro corretta utilizzazione è necessario disporredi adeguati descrittori: i cosiddetti metadati. Uno degli aspetti dellacomplessità dei dati territoriali è costituito dalla loro attendibilità: atale riguardo è necessario che i metadati descrivano la qualità e laufficialità delle fonti, le eventuali normative e procedimenti ammini-strativi che li hanno generati. Nel caso di dati derivanti da operazionidi misura i corrispondenti metadati devono descrivere le modalità diacquisizione e il livello di precisione. I metadati, pertanto, assumononei SIT, una importanza superiore a quella assunta nei SistemiInformativi gestionali di tipo tradizionale. Tale importanza è sottoli-neata anche dalla recente Direttiva Europea INSPIRE 2007/2/CE, cheli considera come elementi inscindibili dai dati medesimi;

- la condivisione sistematica di informazioni territoriali che riguardanouna stessa porzione di territorio da parte di più soggetti, pubblici eprivati, è imprescindibile per evitare ridondanza di dati e per consen-tirne il loro riuso.

In generale si può affermare che i SIT sono uno strumento essenziale perlo svolgimento delle attività e per l’organizzazione dei processi all’inter-no di struttura complessa, qual è un settore della P.A., avente funzioni ecompiti di programmazione e pianificazione territoriale e di settore.

Essi consentono, nella fase analitica e conoscitiva, di indagare e descri-vere le caratteristiche di una data realtà territoriale, i fenomeni presenti,le relazioni fra essi interagenti, le eventuali criticità, offrendo la possibili-tà di misurare ogni aspetto evidenziato mediante opportuni indicatori siaqualitativi che quantitativi.

Gli elementi conoscitivi acquisiti costituiscono la base della successivafase di elaborazione delle scelte programmatiche e progettuali, durantela quale i SIT possono offrire al decisore la opportunità di scegliere inmodo ponderato fra diverse alternative di progetto e definire le priorità diintervento.Essi sono in grado, inoltre, nelle fasi di attuazione dei piani e dei pro-grammi, di fornire un utile ausilio alle attività di monitoraggio e valuta-zione della efficacia, offrendo la opportunità di rivederne e rimodularne icontenuti, secondo un approccio di feedback continuo.

È evidente che tutto il processo sopra descritto, attraverso il quale si

32 Capitolo 2

generano le scelte decisionali, conferisce ad esse una maggiore chiarez-za e trasparenza, a tutto vantaggio della collettività destinataria di taliscelte.

22..22 -- FFuunnzziioonnii pprriinncciippaallii ddeeii SSIITT

22..22..11 -- TTrraattttaammeennttoo ddaattii

In un SIT sono essere presenti, in aggiunta alle normali capacità digestione ed interrogazione di database, anche le funzioni per il tratta-mento della componente spaziale. Si parla pertanto di geodatabase.

Notevole enfasi è data in tali sistemi alle capacità di trattare e gestiredati in formati diversi. Le funzioni di import ed export sono quindi moltosviluppate.

Una evoluzione recente nel settore dello scambio dati è costituita dallosviluppo di specifiche di accesso ai dati geografici proposte dall’OpenGeospatial Consortium (OCG). Tali modalità sono state accettate dallamaggior parte dei produttori di software GIS (Geographical InformationSystem) sia commerciale che open source. È quindi possibile utilizzaredati territoriali gestiti in diversi sistemi informativi senza necessariamen-te procedere ad una importazione nel proprio sistema: si parla in tal casodi interoperabilità. Tale soluzione risponde all’esigenza di lasciare allasingola struttura produttrice di dati territoriali la libertà di utilizzare ilsoftware che meglio risponde alle proprie esigenze, con il relativo forma-to proprietario dei dati, e rendere disponibile ad altri i propri dati utiliz-zando una delle modalità previste dalle specifiche dell’OGC.

Negli schemi che seguono si evidenzia la differenza tra sistemi informati-vi interoperabili e non. In tali schemi sono evidenziati i seguenti componenti:•• ddaattii, ossia il patrimonio informativo di ciascun sistema;•• sseerrvveerr, componente tecnologica del sistema capace di erogare servizi

su richiesta;•• cclliieenntt, componente tecnologica del sistema che consente ad un uten-

te di formulare delle richieste e gestire le riposte da parte del server.

Nei sistemi non interoperabili (figura 5) lo scambio di dati e informazionitra client e server può avvenire, utilizzando la rete internet, solo all’inter-no di ciascun sistema, e non è possibile lo scambio tra sistemi diversi.

Nei sistemi interoperabili (figura 6) lo scambio di dati e informazioni traclient e server può avvenire, utilizzando la rete internet, anche tra siste-mi diversi. Ciascun client può accedere ai dati resi disponibili da uno o più server edinoltre i server medesimi possono cooperare tra di loro per lo svolgimen-to di alcune elaborazioni.

33I sistemi informativi territoriali

Fig. 5 - Sistemi informativi non interoperabili

Fig. 6 - Sistemi informativi interoperabili

34 Capitolo 2

22..22..22 -- AAnnaalliissii ssppaazziiaallii

In un SIT la capacità di rispondere a domande del tipo:- quali elementi sono presenti in una specifica posizione?- dove sono localizzati elementi di un certo tipo?- che relazioni spaziali esistono tra elementi che descrivono 2 diversi

aspetti della realtà con riferimento alla stessa porzione di territorio?

risulta fondamentale per gli utilizzatori.

I SIT sono in grado di rispondere efficientemente a tali domande in quan-to nei geodatabase sono memorizzate le proprietà topologiche, ossia lerelazioni spaziali tra oggetti geometrici, presenti nella componente spa-ziale dei dati.

All’interno dei SIT la realtà territoriale può essere descritta organizzandoi dati secondo livelli o strati informativi o temi.

Le più significative funzioni di analisi spaziale sono quelle che consento-no la sovrapposizione di più strati informativi per ottenere nuovi e piùcomplessi strati informativi che evidenziano le interrelazioni tra i diversiaspetti della realtà territoriale.

Tra tali funzioni vi sono:- l’unione (Union)- l’intersezione (Intersect)- il ritaglio (Clip)- l’aggiornamento (Update)- la cancellazione (Erase)

Fig. 7 - Schema illustrativo della funzione di unione (Union).Dati due temi, il tematismo risultante contiene tutti gli elementi dei temi di origine; gli attri-buti del tema risultante sono quelli di entrambi i temi.(* esempi di attributi di elementi geografici)

35I sistemi informativi territoriali

Fig. 8 - Schema illustrativo della funzione di intersezione (Intersect).Dati due temi, il tematismo risultante contiene solo gli elementi che sono comuni adentrambi i temi di origine; gli attributi del tema risultante sono quelli di entrambi i temi.

Fig. 9 - Schema illustrativo della funzione di ritaglio (Clip).Dati due temi, il tematismo risultante contiene solo gli elementi appartenenti al primo tema chericadono nel secondo tema; gli attributi del tema risultante sono solo quelli del primo tema.

Fig. 10 - Schema illustrativo della funzione di aggiornamento (Update).Dati due temi, il tematismo risultante contiene tutti gli elementi del secondo tema e solo glielementi del primo tema che non ricadono nel secondo; gli attributi del tema risultante sonoquelli di entrambi i temi.

36 Capitolo 2

22..22..33 -- GGeeoorreeffeerreennzziiaazziioonnee ddaattii

Risulta evidente da quanto già illustrato che ogni oggetto della realtàgestito da un SIT è dotato di una componente spaziale che fa riferimentoad un sistema di coordinate. Per quanto riguarda i sistemi di coordinatesono in uso le coordinate geografiche (latitudine e longitudine) e quellepiane (Nord, Est).

In Italia sono correntemente utilizzati 3 sistemi di coordinate:• Gauss Boaga-Roma40;• UTM -ED50;• UTM-WGS84.

Sulla cartografia ufficiale italiana prodotta dall’Istituto GeograficoMilitare (IGM), organo cartografico dello Stato, in scala 1:25.000 sonoriportate le coordinate nei sistemi Gauss Boaga - Roma40 e UTM-ED50(figura 12).

Fig. 11 - Schema illustrativo della funzione di cancellazione (Erase).Dati due temi, il tematismo risultante contiene solo gli elementi del primo tema che nonricadono nel secondo; gli attributi del tema risultante sono quelli del primo tema.

37I sistemi informativi territoriali

Il passaggio tra i 3 suddetti sistemi di riferimento presenta delle peculia-rità dovute alle modalità operative con cui essi sono stati materializzatisul territorio italiano nel corso dell’ultimo secolo.

Negli ultimi anni l’IGM ha reso disponibile una procedura software deno-minata VERTO, con relativi set di dati (grigliati), che costituisce il riferi-mento ufficiale per le operazioni di passaggio.

Il software TRASPUNTO (figura 13), sviluppato dal Ministero dell’Ambien-te e della Tutela del Territorio e del Mare nell’ambito del progetto SistemaCartografico di Riferimento, consente la trasformazione di coordinate conprecisioni confrontabili con quelle di VERTO.

Fig. 12 - dettaglio di cartografia IGM 1:25000 (nuova edizione): sono evidenziate le coordi-nate nei diversi sistemi

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Esistono inoltre anche software commerciali la cui precisione nelle tra-sformazioni è però inferiore a quella dei software summenzionati.

In generale si sta assistendo comunque ad un sempre maggior uso delsistema UTM-WGS84 dovuto alla diffusione di strumentazioni GPS per ilrilievo di dati. Pertanto il problema del passaggio tra diversi sistemi saràrilevante solo per solo per i dati storici.

Nei SIT risultano fondamentali anche le funzioni che consentono di asso-ciare una posizione nel mondo reale a dati che in origine non ne hanno,ad esempio cartografia in formato cartaceo acquisita mediante scansio-ne, foto aeree derivanti da rilievi aerofotogrammetrici. In tal caso i pro-blemi che si presentano sono: distorsioni del supporto, rotazioni, etc.(figura 14). Le funzioni software presenti nei SIT sono in grado di aiutarel’utente a ridurre od eliminare tali inconvenienti.

Fig. 13 - Interfaccia del programma TRASPUNTO per l’effettuazione di operazioni di passag-gio da un sistema di riferimento ad un altro

39I sistemi informativi territoriali

Nella procedura di georeferenziazione l’operatore, per correggere even-tuali distorsioni presenti nella cartografia scannerizzata, sceglie uno deimetodi di trasformazione proposti dal software utilizzato (trasformazionelineare, bilineare, cubica) ciascuno basato su un numero diverso di puntidi controllo (Ground Control Point, GCP) (figura 15).

Successivamente è necessario che l’operatore crei la corrispondenza trapunti presenti sulla cartografia scannerizzata e le corrispondenti coordi-nate ottenute dal reticolato chilometrico presente sulla carta stessa(figura 16) o da altri strati informativi già georeferenziati o da rilievo topo-grafico. Le corrispondenze da creare sono pari a quelle richieste dalmetodo prescelto nella fase iniziale.

Il software infine crea una nuova immagine, con relativo file di georefe-renziazione, collocabile correttamente in uno spazio geografico definitodal sistema di coordinate prescelto.

Fig. 14 - Esempio di cartografia prodotta dalla Regione Basilicata nel 1977

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Fig. 15 - Interfaccia di modulo software per la georeferenziazione di immagini scannerizza-te: scelta del metodo di trasformazione

Fig. 16 - Esempio di operazione di georeferenziazione: corrispondente tra punti della carto-grafia scannerizzata e coordinate desunte dal reticolato chilometrico presente sulla carto-grafia stessa

I sistemi informativi territoriali 41

22..22..44 -- PPrroodduuzziioonnee ddii mmaappppee ee rreeppoorrtt ssttaattiissttiiccii

Nei Sistemi Informativi Territoriali la produzione di informazioni si con-cretizza nella generazione di mappe tematiche e di report statistici.

Le mappe tematiche sono ottenute elaborando opportunamente gli ele-menti contenuti nei geodatabase. L’efficacia delle mappe tematiche nel-l’evidenziare le relazioni spaziali tra elementi di interesse rende il lorouso di sicuro ausilio nel processo decisionale e facilita la comunicazionedelle decisioni ad un pubblico più vasto.

I report statistici prodotti dai SIT mirano a fornire una informazione quan-titativa su elementi di interesse. La selezione di tali elementi sulla basedella loro collocazione spaziale ed in relazione con altri elementi avvieneutilizzando le funzioni di analisi descritte in precedenza.

La capacità di focalizzare l’interesse su particolari elementi e di questiprodurre un relativo report statistico costituisce un punto di forza dei SITrispetto ai sistemi gestionali in grado anch’essi di produrre report.

Gli esempi che seguono, prodotti elaborando dati dell’AdB dellaBasilicata, evidenziano alcune delle potenzialità delle funzioni di sovrap-posizione spaziale offerte dai software GIS utilizzati nell’ambito dei SIT.

L’esempio 1 riguarda il territorio comunale di Potenza. In tale territorio èstata elaborata la sovrapposizione spaziale di due tematismi: quello rela-tivo alle aree a richio idrogeologico, tratte dal Piano per la Difesa dalrischio Idrogeologico dell’AdB, e quello della perimetrazione delle locali-tà abitate, ossia dei nuclei rurali abitati, di fonte ISTAT. La figura 17 evi-denzia, su grande scala, il rapporto tra i due tematismi, leggibile, nel det-taglio, nella figura 18. Per ottenere la sovrapposizione spaziale è statoutilizzato l’operatore UNION.

Attraverso il report statistico della figura 19, ottenuto utilizzando l’opera-tore IDENTITY, sono stati calcolati ed estratti una serie di dati inerenti idue tematismi considerati. Di particolare interesse è, ad esempio, il calcolo effetuato, per ciascunadelle località abitate, della percentuale di area interessata da rischioidrogeologico.

L’esempio 2 riguarda la sovrapposizione spaziale della Carta dell’uso delsuolo, derivata da Corine Land Cover, e della Carta delle aree inondabilitratta dal Piano per la Difesa dal rischio Idrogeologico dell’AdB, elabora-ta utilizzando l’operatore CLIP (figura 20).Il report statistico della figura 21, rende evidenti, in formato grafico, lepercentuali delle varie classi di uso del suolo che caratterizzano l’area arischio di inondazione.

42 Capitolo 2

EESSEEMMPPIIOO 11Funzioni di sovrapposizione spaziale: cartografia tematica e relativo report statistico riferi-ti al territorio del Comune di Potenza (figg. 17, 18 e 19)

AArree

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AArree

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..1188))

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Fig. 17 - Cartografia tematica: rapporto tra le località abitate e le aree a rischio di frana. Latavola di dettaglio seguente meglio evidenzia il risultato della sovrapposizione spaziale trai due tematismi considerati, ottenuto utilizzando l’operatore UNION

I sistemi informativi territoriali 43

Fig. 18 - Tavola di dettaglio

DDeett

ttaaggll

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77

LLooccaa

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AArree

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LLooccaa

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005500

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44 Capitolo 2

Fig. 19 - Report statistico in formato tabellare che evidenzia la percentuale di superficie arischio di frana per ciascuna delle località abitate. Il report è stato ottenuto utilizzando l’operatore IDENTITY della funzione di sovrapposizio-ne spaziale e la funzione di aggregazione dei dati tabellari

45I sistemi informativi territoriali

EESSEEMMPPIIOO 22Funzioni di sovrapposizione spaziale: Cartografia tematica e relativo report statistico rife-riti al territorio del Comune di Grumento Nova (PZ) (figg. 20 e 21)

Fig. 20 - Cartografia tematica: rapporto tra aree inondabili lungo il fiume Agri e uso delsuolo. La carta evidenzia il risultato della sovrapposizione spaziale tra i due tematismi con-siderati ottenuto utilizzando l’operatore CLIP

AArree

ee aa

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hhiioo

ddii iinn

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eerrbb

aacceeaa

46 Capitolo 2

Fig. 21 - Report statistico in formato grafico che evidenzia la composizione percentuale del-l’area a rischio di inondazione secondo le diverse classi di uso del suolo

I sistemi informativi territoriali 47

LETTURE CONSIGLIATE SUL TEMA DEI SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI

TTeessttii iinnttrroodduuttttiivvii::

AA.VV., L’evoluzione della Geografia, Roma, Mondogis

BIALLO G., Introduzione ai Sistemi Informativi Geografici, Roma, Mondogis

ROMEI P. E PETRUCCI A., L’analisi del territorio, Roma, Carocci

TTeessttii ddii aapppprrooffoonnddiimmeennttoo:

BURROUGH P.A AND MCDONNE R.A., Principles of Geographical InformationSystems, United States, Oxford University Press

LAURINI R. AND THOMPSON D., Fundamental of Spatial Information Systems,United States, Academic Press

STAR J. AND ESTES J., Geographic Information Systems, United States,Prentice Hall

UNWIN D., Analisi spaziale - Un’introduzione geocartografica, Milano,Franco Angeli

I testi sono consultabili presso l’Ufficio Studi e Documentazione dell’AdB.